BAB 1 BESARAN DAN HUKUM PENERANGAN

Transkripsi

1 BAB 1 BESARAN DAN HUKUM PENERANGAN A. Besaran Penerangan 1. Flux Cahaya Flux cahaya adalah energi yang diradiasikan keluar dari suatu sumber cahaya setiap detiknya dalam bentuk gelombang cahaya. Jadi flux cahaya dapat dipancarkan oleh suatu sumber cahaya ialah seluruh jumlah cahaya yang dipancarkan dalam satu detik. Dalam hubungannya dengan penerangan telah dijelaskan bahwa 1 watt cahaya sama dengan 680 lumen. Jumlah lumen perwatt (lm/w), disebut flux cahaya spesifik Gambar 1 sudut ruang Misalnya, luasan A merupakan suatu bidang dari permukaan bola yang mempunyai jari-jari (r). kalau kita tentukan luas A, maka sudut ruang ω yang dipotong dari bola oleh jari-jari itu disebut dengan steradian, yang persamaannya dapat kita tuliskan sebagai berikut : A, kalau A = r 2 maka ω = 1, karena luas permukaan bola r 2 4 r 2 terdapat = 4 steradian r 2 Sumber cahaya yang ditempatkan dalam bola seperti gambar 1 memancarkan 1 cd ke setiap jurusan. Jadi permukaan bolanya akan mendapat penerangan merata. Kalau intensitas cahayanya 1 cd, Dra. Hj. Janarti 1

2 melalui sudut ruang 1 sr akan mengalir flux cahaya 1 m. Jadi intensitas cahaya dapat juga diberi defenisi sebagai berikut : I = cd Dimana : I : Intencitas cahaya (cd) Φ : Flux cahaya (lumen) ω : sudut ruang (steradilan) sehingga : Φ = ωi 1m sumber cahaya berbentuk titik yang ditempatkan dalam bola seperti gambar 1 dilingkupi oleh 4 steradian. Jadi sumber cahaya itu memancarkan : Φ = ωi = 4 I lm Karena intensitas cahayanya 1 cd, maka Φ = 4 lm 2. Intensitas Penerangan Intensitas penerangan atau iluminasi atau kuat penerangan adalah flux cahaya yang jatuh pada suatu bidang atau permukaan, sehingga satuan Intensitas penerangan adalah lumen /m 2 atau Lux (Lx). Gambar 2 Intensitas penerangan pada suatu bidang kerja Jika suatu bidang yang luasnya A m 2 (lihat gambar 2a), diterangi dengan Φ lumen, intensitas penerangan rata-rata di bidang itu adalah : Φ E rata-rata = lux A Kalau 10 m 2 diterangi dengan 1000 lumen, didapat : Dra. Hj. Janarti 2

3 Φ 1000 E rata-rata = 100 lux A 10 Sedangkan untuk kasus seperti gambar 2.b dimana intensitas penerangan di suatu bidang karena suatu sumber cahaya dengan intensitas I, berkurang dengan kuadrat dari jarak antara sumber cahaya dengan bidang itu, disebut hukum kuadrat, dengan rumus : I E p = r 2 lux Dimana : E p I r : intensitas penerangan di suatu titik P dari bidang yang diterangi, dinyatakan dalam satuan lux : intensitas cahaya dalam satuan candela, : jarak dari sumber cahaya titik P, dinyatakan dalam meter. Intensitas penerangan harus ditentukan di tempat di mana pekerjaannya akan dilakukan. Bidang kerja umumnya diambil 80 cm di atas lantai. Bidang kerja ini mungkin sebuah meja atau bangku kerja, atau juga suatu bidang horizontal khayalan, 80 cm di atas lantai. Intensitas penerangan yang diperlukan ikut ditentukan oleh sifat pekerjaan yang harus dilakukan. Suatu bagian menarik halus misalnya, akan memerlukan intensitas penerangan yang jauh lebih besar daripada yang diperlukan suatu galangan kapal. Juga panjangnya waktu kerja mempengaruhi intensitas penerangan yang diperlukan. Pekerjaan yang lama dengan penerangan buatan, juga memerlukan intensitas penerangan yang lebih besar. Tabel 1 mencantumkan intensitas penerangan yang diperlukan untuk penerangan yang baik. Φ = E x A lm. Dra. Hj. Janarti 3

4 Flux cahaya yang dipancarkan lampu-lampu tidak semuanya mencapai bidang kerja sebagian dari flux cahaya itu akan dipancarkan ke dinding dan langit-langit (lihat gambar 3). Karena itu untuk menentukan flux cahaya yang diperlukan harus diperhitungkan efisiensi atau rendemennya : Dimana : g o Φo = flux cahaya yang dipancarkan oleh semua sumber cahaya yang ada dalam ruangan Φg = flux cahaya berguna yang mencapai bidang kerja, langsung atau tak langsung setelah dipantulkan oleh dinding dan langit-langit. Bagian flux cahaya yang hilang menerangi ruangan atau diserap oleh dinding, langit-langit, gorden dan sebagainya. Gambar 3 a. Pembagian flux cahaya dalam ruangan. Dalam hal ini flux cahayanya sebagian besar menuju langsung ke bidang kerja. b. Dalam ruangan tinggi ini hanya sebagian kecil dari flux cahayanya menuju langsung ke bidang kerja. Dra. Hj. Janarti 4

5 a. Efisiensi Penerangan Dari Dan g o Φg = E x A lm Didapat rumus flux cahaya : Dimana : A = luas bidang kerja dalam m 2 E = intensitas penerangan yang diperlukan di bidang kerja Efisiensi atau randemen penerangannya ditentukan dari tabeltabel (lihat misalnya tabel 2 sampai dengan tabel 6). Setiap tabel hanya berlaku untuk suatu armature tertentu dengan jenis lampu dalam ruangan tertentu pula. Untuk menentukan efisiensi penerangannya harus diperhitungkan : a. Efisiensi atau randmen armatrunya (v); b. Faktor refleksi didning (r w ), faktor refleksi langit-langintya (r p ) dan faktor refleksi bidang pengukuran (r m ) c. Indeks ruangannya b. Efisiensi Armatur Efisiensi atau randemen armatur v ialah : v = flux cahaya yang dipancarkan oleh armatur flux cahaya yang dipancarkan oleh sumber cahaya efisiensi ini dibagi atas bagian flux di atas dan di bawah bidang horizontal; misalnya dalam tabel 3 masing-masing 22% dan 65%. Efisiensi sebuah armatur ditentukan oleh konstruksinya dan oleh bahan yang digunakan. Dra. Hj. Janarti 5

6 Dalam efisiensi penerangan selalu sudah diperhitungkan efisiensi armaturnya. c. Faktor-Faktor Refleksi Faktor-faktor refleksi r w dan r p masing-masing menyatakan bagian yang dipantulkan dari flux cahaya yang diterima oleh dinding dan langit-langit, dan kemudian mencapai bidang kerja. Faktor refleksi semua bidang pengukuran atau bidang kerja r m, ditentukan oleh refleksi lantai dan refleksi bagian dinding antara bidang kerja dan lantai. Umumnya untuk r m ini diambil 0,1. Langit-langit dan dinding berwarna terang memantulkan 50-70% dan yang berwarna gelap 10-20%. Pengaruh dinding dan langit-langit pada sistem penerangan langsung jauh lebih kecil daripada pengaruhnya pada sistemsistem penerangan lainnya. Sebab cahaya yaitu q jatuh di langitlangit dan dinding hanya sebagian kecil saja dari flux cahaya. Dalam tabel-tabel 2 sampai dengan 6 efisiensi penerangannya diberikan untuk tiga nilai r p yang berbeda. Pada setiap nilai r p terdapat tiga nilai r w. Untuk faktor refleksi dinding r w ini dipilih suatu nilai rata-rata, sebab pengaruh gorden dan sebagainya sangat besar. a. Menggunakan bahan yang tidak mengkilat untuk bidang kerja b. Menggunakan sumber-sumber cahaya yang permukaannya luas dan luminansinya rendah c. Penempatan standar cahaya yang tepat Dra. Hj. Janarti 6

7 d. Indeks ruangan atau indeks bentuk Indeks ruangan atau indeks bentuk k menyatakan perbandingan antara ukuran-ukuran utama suatu ruangan berbentuk bujur sangkar : k = p l h( p l) dimana : p = panjang ruangan dalam m l = lebar ruangan dalam m h = tinggi sumber cahaya di atas bidang kerja, dinyatakan dalam m Bidang kerja ialah suatu bidang horizontal khayalan, umumnya 0,80 m di atas lantai. Kalau nilai k yang diperoleh tidak terdapat dalam tabel, efisiensi penerangannya dapat ditentukan dengan interpolasi. Kalau misalnya k = 4,5 maka untuk diambil nilai tengah antara nilai-nilai k = 4 dan k = 5. Untuk k yang melebihi 5, diambil nilai untuk k = 5, sebab untuk k di atas 5, efisiensi penerangannya hampir tidak berubah lagi. e. Faktor Penyusunan atau Faktor Depresiasi Faktor penyusutan atau faktor depresiasi d adalah : d = E dalam keadaan dipakai E dalam keadaan baru Intensitas penerangan E dalam keadaan dipakai ialah intensitas penerangan rata-rata suatu instalasi dengan lampu-lampu dan armatur-armatur, yang daya gunanya telah berkurang karena kotor, sudah lama dipakai atau karena sebab-sebab lain. Dra. Hj. Janarti 7

8 Efisiensi penerangan yang diberikan dalam tabel-tabel 2 sampai dengan 6 berlaku untuk suatu instalasi dalam keadaan baru. Kalau faktor depresiasinya 0,8 suatu instalasi yang dalam keadaan baru memberi hanya 200 lux saja dalam keadaan sudah dipakai. Jadi untuk memperoleh efisiensi penerangannya dalam keadaan dipakai, nilai rendmeen yang didapat dari tabel masih harus dikalikan dengan faktor depresiasinya. Faktor depresiasi ini dibagi atas tiga golongan utama, yaitu untuk : a. Untuk potongan berat. Masing-masing golongan utama ini dibagi lagi atas tiga kelompok, tergantung pada masa pemeliharaan lampu-lampu dan armatur-armaturnya yaitu setelah 1, 2 atau 3 tahun. Potongan ringan terjadi di toko-toko, kantor-kantor dan gedung-gedung sekolah yang berada di daerah-daerah yang hampir tidak berdebu. Potongan berat akan terjadi di ruangan-ruangan dengan banyak debu atau pengotoran lain, misalnya di perusahaanperusahaan cor, pertambangan, pemintalan dan sebagainya. Potongan biasa terjadi di perusahaan-perusahaan lainnya. Kalau tingkat pengotorannya tidak diketahui, digunakan faktor depresiasi 0,8. Selanjutnya efisiensi penerangannya juga dipengaruhi oleh cara penempatan sumber-sumber cahayanya dalam ruangan. Jarak a antarsumber cahaya sedapat mungkin harus sama untuk dua arah. Jarak antar sumber cahaya yang paling luar dan dinding harus 0,5 a. Sedapat mungkin a harus sama dengan tinggi h sumber cahaya di atas bidang kerja. Kalau ketentuan-ketentuan di atas mengenai penempatan sumber cahaya dipenuhi, untuk efisiensi penerangannya dapat Dra. Hj. Janarti 8

9 digunakan nilai-nilai yang diberikan dalam tabel 2 sampai dengan tabel 6. Kalau a lebih kecil daripada h, misalnya kalau ruangannya kecil, maka untuk penerangan umum yang biasanya digunakan empat armatur. Di samping pengaruh pengotoran, dalam faktor depresiasi telah juga diperhitungkan pengaruh usia lampu-lampunya. Pengaruh ini tergantung pada jumlah jam nyalanya. Untuk lampu-lampu TL diperhitungkan 1500 jam nyala per tahun, dan untuk lampu pijar 500 jam nyala per tahun. Angka-angka ini sesuai dengan angka rata-rata di perusahaan-perusahaan. Kalau intensitas penerangannya menurun sampai 20% di bawah yang seharusnya, lampu-lampunya harus diganti atau dibersihkan. Penggantian lampu-lampu ini sebaiknya dilakukan kelompok demi kelompok, supaya tidak terlalu mengganggu kegiatan perusahaan. f. Tabel-Tabel Penerangan Tabel 2 sampai dengan tabel 6 berikut ini dikutip dari buku Tabellen voor verlentign (tabel-tabel penerangan), yang diterbitkan oleh Philips. Dra. Hj. Janarti 9

10 Tabel 1 Pusat Pekerjaan 1. Kantor Ruangan gambar Ruangan kantor (untuk pekerjaan kantor biasa, melayani mesin-mesin kantor) Ruangan yang tidak digunakan terus menerus untuk pekerjaan (ruangan arsip, tangga, gang, ruangan tunggu) Penerangan sangat baik 2000 lux 250 lux Penerangan baik 1000 lux 150 lux 2. Ruangan sekolah Ruangan kelas Ruangan gambar Ruangan untuk pelajaran jahit menjahit 500 lux 1000 lux 1000 lux 250 lux 1000 lux 1000 lux 3. Industri Pekerjaan sangat halus (pembuatan jam tangan, instrumen kecil dan halus, mungkir) Pekerjaan halus (pekerjaan pemasangan halus, menyetel mesin bubut otomatis, pekerjaan bubut halus, kempa halus, poles) Pekerjaan biasa (pekerjaan bor, bubut kasar, pemasangan biasa) 5000 lux 2000 lux 1000 lux 2500 lux 1000 lux 500 lux Dra. Hj. Janarti 10

11 Pekerjaan kasar (menampa dan menggiling) 500 lux 250 lux 4. Toko Ruangan jual dan pamer : Toko-toko besar Toko-toko lain Etalase : Toko-toko besar Toko-toko lain 1000 lux 500 lux 2000 lux 1000 lux 500 lux 250 lux 1000 lux 500 lux 5. Mesjid Gereja dan sebagainya 6. Rumah tinggal Kamar tamu Penerangan setempat Penerangan umum, suasana Dapur Penerangan setempat Penerangan umum, suasana Ruangan-ruangan lain Kamar tidur, kamar mandi, kamar rias (penerangan setempat) Gang, tangga, gudang, garasi Penerangan setempat untuk pekerjaan-pekerjaan ringan (hobby, dan sebagainya) Penerangan umum 250 lux 1000 lux 100 lux 500 lux 250 lux 500 lux 250 lux 500 lux 250 lux 125 lux 500 lux 50 lux 250 lux 125 lux 250 lux 125 lux 250 lux 125 lux Dra. Hj. Janarti 11

12 Tabel 2 Efisiensi penerangan untuk keadaan baru Faktor depresiasi untuk masa pemeliharaan Armatur penerangan V k r p 0,7 0,5 0,5 1 tahun 2 tahun langsung r w 0,5 0,3 0,1 0,5 0,3 0,1 0,5 0,3 0,1 % r m 0,1 0,1 0,1 TBL 15 0,5 0,28 0,23 0,19 0,27 0,23 0,19 0,27 0,22 0,19 Pengotoran ringan TCS 15 0,6 0,33 0,28 0,24 0,32 0,28 0,24 0,32 0,27 0,24 0,85 0,80 4x %L 40 W 0,8 0,42 0,36 0,33 0,40 0,36 0,32 0,40 0,36 0,32 Pengotoran sedang Kisi lamel 1 0,48 0,43 0,40 0,46 0,43 0,39 0,46 0,42 0,39 0,80 0,70 1,2 0,52 0,48 0,44 0,50 0,47 0,44 0,50 0,46 0,43 Pengotoran berat 0 1,5 2 2,5 0,56 0,61 0,64 0,52 0,58 0,61 0,49 0,55 0,59 0,54 0,59 0,62 0,52 0,57 0,60 0,49 0,54 0,58 0,54 0,59 0,62 0,51 0,56 0,59 0,48 0,54 0,57 x x ,66 0,64 0,61 0,64 0,63 0,61 0,64 0,62 0,60 4 0,69 0,67 0,65 0,66 0,66 0,64 0,66 0,65 0, ,71 0,69 0,67 0,68 0,68 0,66 0,68 0,66 0,65 Dra. Hj. Janarti 12

13 Tabel 3 Efisiensi penerangan untuk keadaan baru Faktor depresiasi untuk masa pemeliharaan Armatur penerangan V k r p 0,7 0,5 0,5 1 tahun 2 tahun langsung r w 0,5 0,3 0,1 0,5 0,3 0,1 0,5 0,3 0,1 % r m 0,1 0,1 0,1 GCF 0,5 0,32 0,26 0,22 0,29 0,24 0,21 0,27 0,23 0,20 Pengotoran ringan 2 x TLF 65 W 0,6 0,37 0,31 0,27 0,35 0,30 0,26 0,32 0,28 0,25 0,90 0,80 0,8 0,46 0,41 0,36 0,43 0,38 0,35 0,40 0,36 0,33 Pengotoran sedang 1 0,53 0,48 0,44 0,49 0,45 0,42 0,46 0,42 0,39 0,80 0,75 1,2 0,58 0,52 0,48 0,54 0,49 0,46 0,50 0,46 0,43 Pengotoran berat 1,5 0,62 0,58 0,54 0,58 0,54 0,51 0,54 0,51 0,48 x x ,68 0,64 0,60 0,63 0,59 0,57 0,58 0,55 0,53 2,5 0,71 0,67 0,64 0,66 0,63 0,60 0,61 0,59 0, ,73 0,70 0,67 0,68 0,65 0,63 0,63 0,61 0,59 4 0,76 0,74 0,71 0,71 0,69 0,67 0,65 0,64 0, ,78 0,76 0,74 0,72 0,71 0,69 0,67 0,65 0,64 Dra. Hj. Janarti 13

14 Tabel 4 Efisiensi penerangan untuk keadaan baru Faktor depresiasi untuk masa pemeliharaan Armatur penerangan V k r p 0,7 0,5 0,5 1 tahun 2 tahun langsung r w 0,5 0,3 0,1 0,5 0,3 0,1 0,5 0,3 0,1 % r m 0,1 0,1 0,1 GCB 0,5 0,26 0,20 0,17 0,22 0,18 0,15 0,19 0,16 0,14 Pengotoran ringan 2x TL 40w 0,6 0,30 0,25 0,21 0,26 0,22 0,19 0,23 0,19 0,17 0,85 0,80 Roster sejajar 0,8 0,38 0,32 0,28 0,33 0,29 0,25 0,28 0,25 0,23 Pengotoran sedang 1 0,43 0,38 0,34 0,38 0,34 0,30 0,32 0,29 0,27 0,80 0,70 1,2 0,47 0,42 0,38 0,41 0,37 0,34 0,35 0,32 0,30 Pengotoran berat 1,5 0,51 0,47 0,43 0,45 0,41 0,38 0,38 0,36 0,33 x x ,56 0,52 0,49 0,49 0,46 0,43 0,42 0,40 0,38 2,5 0,59 0,56 0,52 0,52 0,49 0,46 0,44 0,42 0, ,61 0,58 0,55 0,54 0,51 0,49 0,46 0,44 0,42 4 0,64 0,62 0,59 0,56 0,54 0,52 0,48 0,47 0, ,66 0,64 0,62 0,58 0,56 0,54 0,50 0,48 0,47 Dra. Hj. Janarti 14

15 Tabel 5 Efisiensi penerangan untuk keadaan baru Faktor depresiasi untuk masa pemeliharaan Armatur V k r p 0,7 0,5 0,5 1 tahun 2 tahun r w 0,5 0,3 0,1 0,5 0,3 0,1 0,5 0,3 0,1 % r m 0,1 0,1 0,1 NB 64 0,5 0,23 0,18 0,14 0,20 0,16 0,12 0,18 0,14 0,11 Pengotoran ringan dengan lampu 0,6 0,27 0,21 0,17 0,24 0,19 0,15 0,20 0,16 0,13 0,85 0,80 pijar 300 W 0,8 0,34 0,28 0,23 0,29 0,24 0,20 0,25 0,21 0,18 Pengotoran sedang 1 0,39 0,33 0,28 0,34 0,29 0,25 0,29 0,25 0,21 0,80 0,70 1,2 0,43 0,37 0,32 0,37 0,32 0,28 0,31 0,27 0,24 Pengotoran berat 1,5 0,47 0,41 0,36 0,41 0,36 0,32 0,35 0,31 0,28 x x ,52 0,47 0,42 0,45 0,41 0,37 0,39 0,35 0,32 2,5 0,56 0,51 0,47 0,48 0,44 0,41 0,41 0,38 0, ,59 0,54 0,50 0,51 0,47 0,44 0,43 0,41 0,38 4 0,62 0,58 0,55 0,54 0,51 0,48 0,46 0,44 0, ,65 0,61 0,58 0,56 0,54 0,51 0,48 0,46 0,44 Dra. Hj. Janarti 15

16 Tabel 6 Efisiensi penerangan untuk keadaan baru Faktor depresiasi untuk masa pemeliharaan Armatur penerangan V k r p 0,7 0,5 0,5 1 tahun 2 tahun langsung r w 0,5 0,3 0,1 0,5 0,3 0,1 0,5 0,3 0,1 % r m 0,1 0,1 0,1 Alur 0,5 0,13 0,10 0,08 0,08 0,06 0,05 0,04 0,04 0,03 Pengotoran ringan Dengan TL 0,6 0,14 0,11 0,09 0,09 0,07 0,06 0,05 0,04 0,04 0,58 0,80 0,8 0,18 0,14 0,12 0,11 0,09 0,08 0,06 0,05 0,05 Pengotoran sedang 1 0,20 0,17 0,15 0,13 0,11 0,10 0,07 0,06 0,06 x x 1,2 0,22 0,19 0,17 0,14 0,13 0,11 0,08 0,07 0,06 Pengotoran berat 1,5 0,24 0,21 0,19 0,16 0,14 0,13 0,09 0,08 0,07 x x ,27 0,24 0,21 0,18 0,16 0,14 0,10 0,09 0,08 2,5 0,28 0,26 0,24 0,18 0,17 0,16 0,10 0,09 0, ,30 0,27 0,25 0,19 0,18 0,17 0,11 0,10 0,09 4 0,31 0,29 0,27 0,20 0,19 0,17 0,11 0,11 0, ,33 0,30 0,28 0,21 0,20 0,18 0,12 0,11 0,10 Dra. Hj. Janarti 16

17 Satuan ruangan gambar ukuran 8 x 16 m dan tinggi 3,20 m, harus diberi penerangan. Jumlah lampu yang diperlukan ditentukan sebagai berikut : a. Pertama-tama ditentukan jenis lampu dan armatur yang akan digunakan. Untuk contoh ini dipilih armatur 4 x TL 40 W menurut tabel 2. Flux cahayanya 4 x 3000 lumen per armatur. b. Kemudian ditentukan faktor-faktor refleksinya berdasarkan warna dinding dan langit-langit ruangan, yaitu untuk : Warna putih dan warna sangat muda : 0,7 Warna muda : 0,5 Warna sedang : 0,3 Warna gelap : 0,1 Untuk menentukan faktor refleksi suatu warna, dalam praktek digunakan kipas warna dengan faktor-faktor refleksinya. Untuk contoh ini ditentukan : r p = 0,5, r w = 0,3, dan r m = 0,1 c. Selanjutnya ditentukan indeks bentuknya. Karena lampu-lampunya dipasang pada langit-langit, dan bidang kerjanya berada kira-kira 0,90 m di atas lantai, maka h = 2,30 m. Jadi : p l 16 8 k = 2, 3 h ( p l) 2,30(16 8) d. Kemudian ditentukan efisiensi penerangannya dari tabel 2 dengan nilai k, r p, r w dan r m seperti tersebut di atas. Dari tabel 2 dapat dibaca : Untuk k = 2 : = 0,57 dan Untuk k = 2,5 : = 0,60 Efisiensi penerangannya untuk k = 2,3 ditentukan dengan interpolasi : Dra. Hj. Janarti 17

18 2,3 2 = 0,57 + (0,60 0,57) 0, 59 2,5 2 Dalam tabel 2, efisiensi armaturnya sama dengan 72%. Nilai ini juga berlaku untuk armatur yang digunakan untuk contoh ini. Jadi efisiensi penrangannya tetap 0,59. Kalau armatur yang digunakan memiliki efisiensi lain, misalnya 55%, efisiensi peneranganny akan menjadi : 55 0,59 0,45 72 e. Intensitas penerangan yang diperlukan ditentukan berdasarkan tabel 1, untuk flux cahaya diperlukan dapat dihitung dari : Atau E A untuk keadaan baru E A 0 untuk keadaan dipakai d Jumlah lampu atau armatur n yang diperlukan dapat juga ditentukan langsung dari : atau n = n = 0 E A lampu lampu d 0 E A armatur armatur d Flux cahaya lampu atau armatur dapat dilihat dari buku katalog. Untuk contoh ini berlaku : Φ armatur = 4 x 3000 = lumen Dra. Hj. Janarti 18

19 Jumlah armatur yang diperlukan dapat dihitung setelah ditentukan faktor depresiasinya. Untuk contoh ini dapat diperkirakan, bahwa hanya akan terjadi pengotoran ringan. Kalau lampu-lampunya diperbaharui setiap 2 tahun, maka d = 0,8 (lihat tabel 2) Jadi : E = 1250 lux A = 8 x 16 = 128 m 2 d = 0,8 Φ armatur = lumen = 0,59 Sehingga : n = 28, ,59 0,8 Jadi ini dapat dibagi atas 4 deret, masing-masing dengan 7 armatur, atau 3 deret dari 9 armatur. Cara penempatan armatur-armaturnya juga tergantung pada konstruksi langit-langit ruangan. Selain itu juga penempatan mejameja gambarnya ikut menentukan. Di atas meja gambar tidak boleh ada bayang-bayang yang mengganggu. Luas A selalu dihitung dari ukuran bujur sangkar. Juga kalau sebagian dari ruangan digunakan untuk keperluan lain, misalnya untuk serambi depan, luas A tetap dihitung dari panjang dan lebar bujur sangkar. Kalau kemudian ternyata bahwa di tempat serambi itu tidak mungkin dipasang armatur, maka armatur di tempat ini ditiadakan. Dra. Hj. Janarti 19

20 Pada waktu instalaisnya diserahkan, jadi dalam keadaan rabu, intensitas penerangannya akan jauh lebih tinggi, yaitu sama dengan : ,5 lux 0,8 Ini berlaku kalau setiap tabung TL menghasilkan 3000 lumen. Sesungguhnya flux cahaya yang dihasilkan sebuah tabung TL selama 100 jam nyala pertama, lebih banyak daripada 3000 lumen. Dra. Hj. Janarti 20

21 AKTIFITAS BELAJAR Teori : 1. Apa keuntungan-keuntungan penerangan yang baik bagi suatu perusahaan produksi? 2. Faktor-faktor apa saja yang harus dipertimbangkan, jika memilih sistem penerangan yang sebaiknya digunakan? 3. Perbedaan intensitas penerangan yang terlalu besar antara bidang kerja dan sekelilingnya yang harus dihindari. Mengapa? 4. Faktor-faktor apa yang menentukan pilihan intensitas penerangan di suatu bidang kerja? 5. Faktor-faktor apa yang mempengaruhi efisiensi penerangan? 6. Apa yang dimaksud dengan efisiensi armatur? 7. Bagaimana cara menentukan indeks ruangan atau indeks bentuk? 8. Bagaimana cara menentukan tinggi h dalam hitungan indeks ruangan? 9. Apa yang dimaksud dengan faktor depresiasi? 10.Faktor-faktor apa yang menentukan nilai faktor depresiasi? Soal-soal 1. Suatu ruangan dengan luas lantai 48 m 2 diberi penerangan dengan 24 lampu TL 40 W, yang masing-masing menghasilkan 288 lm. Efisiensi penerangannya 40%, dan faktor depresiasinya d = 0,7. Tentukanlah intensitas penerangan dalam ruangan tersebut! 2. Suatu ruangan kelas harus diberi penerangan dengan intensitas penerangan 250 lux. Panjang ruangan 9 m, lebarnya 8 m dan tingginya 3,85 m. Untuk penerangannya digunakan armatur lampu TL 2 x 40 W dengan flux cahaya spesifik 65 lm/w. Efisiensi penerangannya 50% dan faktor depresiasinya 0,7. Dra. Hj. Janarti 21

22 Tentukanlah jumlah armatur yang diperlukan. Gambarlah denahnya dengan penempatan armatur-armatrunya serta jarak antara masingmasing armatur. 3. Suatu bangsal pabrik dengan ukuran lantai 40 x 10 m harus diberi penerangan dengan menggunakan armatur lampu TL 2 x 40 W yang dipasang pada langit-langit. Masing-masing tabung TL memberi 2800 lumen. Intensitas penerangannya harus 300 lux. Tinggi ruangan 4,50 m. faktor depresiasinya 0,6. Untuk menentukan efisiensi penerangannya berlaku tabel di bawah ini : Indeks bentuk k Efisiensi penerangan dalam keadaan dipakai 1 1,5 2 2, ,21 0,27 0,32 0,36 0,40 0,43 0,46 Tentukanlah jumlah armatur yang diperlukan untuk instansi ini (perhitungkan juga kemungkinan pelaksanaannya). Berapakah intensitas penerangannya di biang kerja dalam keadaan baru? 4. Suatu bangsal ukuran 150 x 10 m harus diberi penerangan dengan menggunakan lampu-lampu TL 65 W, 4400 lm. Intensitas penerangannya harus 60 lux. Faktor depresiasinya setelah 2 tahun sama dengan 0,6. Efisiensi penerangannya U.b. a. Tentukanlah jumlah tabung TL yang harus dipasang dalam ruangan tersebut. Dra. Hj. Janarti 22

23 b. Berapakah intensitas penerangannya setelah 2 tahun, kalau pada waktu penyerahan iluminasinya dibuat 15% lebih tinggi daripada yang diharuskan. 5. Suatu ruangan kerja dengan ukuran lantai 12 x 8 m harus diberi penerangan dengan intensitas penerangan rata-rata 350 lux (d = 0,8). Kalau efisiensi penerangannya sama dengan 0,4 tentukanlah : a. Jumlah lampu pijar 150 W, 16 lm/w, yang diperlukan; b. Jumlah lampu TL 40 W, 70 lm/w, yang diperlukan (balas 16 W) c. Biaya pemakaian listriknya per tahun untuk a dan untuk b. Dimisalkan bahwa lampu-lampunya digunakan 10 jam sehari selama 250 hari per tahun. Harga 1 kwh sama dengan Rp. 35,- d. Kesimpulan apa yang dapat diambil dari jawaban pertanyaan c? 6. Buatlah rencana penerangan untuk suatu ruangan toko dengan ketentuan-ketentuan sebagai berikut : Ukuran-ukuran ruangan panjang 12 m, lebar 6 m dan tinggi 3,50 m; tinggi meja-meja panjangnya 0,85 m. intensitas penerangan rata-rata di meja panjang harus 250 lux. Untuk penerangannya dapat digunakan lampu-lampu pijar dengan difusor (armatur bola), atau lampu-lampu TL dengan data-data sebagai berikut : a. Penerangan dengan lampu pijar : Tinggi lamu di atas lantai 2,65 m. dalam setiap difusor dipasang sebuah lampu pijar 300 W yang memberi 4800lm. b. Penerangan dengan lampu TL Tinggi lampu di atas lantai 3,25 m. Setiap armatur terdiri dari 2 tabung TL 40 W; masing-masing tabung memberi 2500 lm. Daya balasnya 20 W per armatur. Karena refleksi dinding dan langit-langit, armatur yang digunakan dan ukuran ruangannya, efisiensi penerangannya seperti di bawah ini : Dra. Hj. Janarti 23

24 a. Untuk penerangan dengan lampu pijar : = 37,5 % b. Untuk penerangan dengan lampu TL : = 36% Untuk kedua cara penerangan, faktor depresinya sama dengan d = 0,8. Untuk kedua cara penerangan tersebut di atas, tentukanlah : a. Indeks ruangannya k b. Jumlah armatur yang diperlukan c. Fluks cahaya spesifikasinya dalam satuan lim/w d. Daya terpasang yang diperlukan e. Daya terpasang yang diperlukan, dinyatkana dalam W per m 2 luas lantai. 7. Bangsal suatu pabrik tekstil harus diberi penerangan dengan menggunakan armatur TL 2 x 40 W duo untuk penerangan langsung. Intensitas penerangan rata-ratanya harus 250 lux. Berhubung dengan jenis pekerjaan yang harus dilakukan dalam bangsal tersebut, digunakan tabung-tabung TL dengan warna cahaya tertentu dan fluks cahaya 2800 lm per tabung. Ukuran bangsal 42 x 8 m. Jarak vertikal antara lampu dan bidang ialah dengan 3,70 m. Efisiensi penerangannya dapat ditentukan dari tabel di bawah ini : Flux cahaya spesifikasinya (untuk lampu dengan balas) sama dengan 56 lm/w. Dra. Hj. Janarti 24

25 Faktor depresiasinya d = 0,7 Efisiensi penerangan dalam Indeks bentuk k keadaan dipakai 1 0,20 1,5 0,26 2 0,30 2,5 0,35 3 0,39 4 0,42 5 0,45 a. Tentukanlah jumlah armatur yang diperlukan untuk penerangan ini. Hasilnya harus dibulatkan ke bilangan genap yang terdekat. b. Tentukanlah daya terpasang yang diperlukan. c. Berapakah penunjukan rata-rata sebuah luxmeter, jika diukur segera setelah insatalsinya diserahkan? 8. Suatu kantin ukuran 10 x 20 cm harus diberi penerangan. Tinggi ruangannya 5,35 m. intensitas penrangan rata-ratanya harus E = 225 lux. Warna dinding-dindingnya kuning muda; langit-langitnya putih. Armatur yang digunakan ialah NB 64 (lihat tabel 5), dengan lampu 3000 W (flux cahaya spesifiknya 15 lm/w). pengotoran dalam ruangan hanya sedikit, dan lampu-lampunya dibersihkan setiap tahun. Armatur-armaturnya digantung 1,5 m di bawah langit-langit. Tentukanlah : a. r p dan r w b. k c. efisiensi penerangannya d. flux cahaya Φ 0 e. jumlah armatur yang diperlukan Dra. Hj. Janarti 25

26 f. gambarlah denahnya dengan penempatan armatur-armatrunya serta jarak antara masing-masing armatur dan antara armatur dan dindingdinding. 9. Suatu kantin ukuran 8 x 50 m dan tinggi 5 m harus diberi penernagnanya dengan menggunakan armatur TL 2 x 65 W duo (lihat tabel 3). Flux cahayanya 3100 lm per tabung. Warna langit-langitnya putih (r p = 0,7) dan dinding-dindingnya kuning (r w = 0,5) d = 0,8 Tentukanlah jumlah armatur yang diperlukan supaya E = 250 lux Kalau harga 1 kwh sama dengan Rp. 35,- tentukanlah biaya pemakaian listrik instalasi ini setiap tahunnya. Berapakah daya terpasang yang diperlukan? penerangannya digunakan rata-rata 6 jam per hari dan 300 hari per tahun. Daya balasnya 20 W per armatur. 10. Suatu bangsal pabrik harus diberi penerangan dengan lampu-lampu TL. Intensitas penerangannya harus kira-kira 300 lux. Armatur yang digunakan ialah TL 2 x 40 W, 2800 lm per tabung (tabel 4). Ukuran bangsal : panjang 24 m, lebar 8 m dan tinggi 5 m. tinggi bidang kerjanya 0,80 m. Langit-langit dan dindingnya diberi warna muda. Pengotorannya hanya sedikit. Fkator derpesiasinya d = 0,8. a. Tentukanlah jumlah armatur yang diperlukan b. Buatlah gambar denahnya menurut skala di atas kertas ukuran A4 dengan penempatan armatur-armaturnya (dinding-dindingnya digambar dengan garis tunggal). Dra. Hj. Janarti 26

27 3. Luminasi Luminasi adalah suatu ukuran untuk terang suatu benda baik pada sumber cahaya maupun pada suatu permukaan. Luminasi dalam hal ini penting kita ketahui berhubungan dengan masalah kesilauan terhadap mata, kenyamanan serta karakteristik penerangan yang kita inginkan. Hal ini berhubungan pula masalah koefisien refleksi, perbedaan kontras yang terang dan yang gelap, dan juga masalah bayangan. Luminasi dinyatakan dengan rumus : L = I As cd/cm 2 Dimana : L : luminasi dalam satuan cd/cm 2 I : intensitas cahaya dalam satuan cd A s : luas semu permukaan dalam satuan cm 2 Kalau luminasinya sangat kecil dapat juga digunakan satuan cd/m 2 1 cd/m 2 = cd/m 2 Luas semu permukaan adalah luas proyeksi sumber cahaya pada suatu bidang rata yang tegak lurus pada arah pandang, jadi bukan luas permukaan seluruhnya. Untuk sebuah bola, luas semua permukaannya sama dengan luas lingkaran besar bola itu. Lihat gambar 4 luas semu permukaan dua bola, apabila dari bola kecil dengan jari-jari r = 1 meter, maka : A s = r 2 = m 2 Dan dari bola besar dari jari-jari r 1 = 2m, maka A s1 = r 2 1 = 4 m 2 Jika bola-bokanya 100% tembus cahaya dan I = 1 cd, maka masing-masing bola : L = I As 1 = 0,318 cd/cm 2 bola kecil Dra. Hj. Janarti 27

28 L = I As 1 4 = 0,0796cd/cm 2 bola besar Contoh Soal 1. Suatu lantai mempunyai ukuran 8 x 16 m, diterangi dengan flux cahaya lumen. Berapakah intensitas penerangan rataratanya? Jawab : Dik : A : 8 x 16 m = 128 m 2 Φ : lumen Dit : E :? Penyelesaian : Φ Rumus : E rata-rata = 375 lux A Sebuah lampu pijar digantung 2 m diatas meja. Intensitas cahayanya ke bawah sama dengan 480 cd. Tentukanlah intensitas penerangannya di permukaan meja, tegak lurus di bawah lampu. Jawab : Dik : I = 480 cd r = 2 m Dit : E =? Penyelesaian : Rumus : E p = I 2 r = 120 lux Dra. Hj. Janarti 28

29 AKTIFITAS BELAJAR 1. Apa yang dimaksud dengan intensitas cahaya? 2. Apa yang dimaksud dengan intensitas penerangan? 3. Apa yang dimaksud dengan luminasi? 4. Apa akibatnya jika luminasi suatu sumber cahaya terlalu besar? 5. Apa yang dimaksud dengan luas semu? 6. Sebuah lampu dari 200 W memberikan 3000 lumen. Berapakah flux cahaya spesifiknya, dan berapa watt cahaya yang diberikan oleh lampu tersebut. 7. Sebuah reflector cermin ditempatkan 2,5 m di atas suatu meja pajang. Sumbu berkas cahayanya diarahkan tegak lurus ke bawah. Di permukaan meja pajang, tepat di bawah dinaikkan menjadi 3 m di atas meja panjang. Berapakah sekarang intensitas penerangannya di permukaan meja, tepat di bawah reflector. 8. Intensitas cahaya sebuah lampu sorot sama dengan cd. Berkas cahaya lampu ini menerangi suatu bidang dengan intensitas penerangan 200 lux. Berapakah jarak antara bidang itu dan lampu sorot tersebut. 9. Di titik tengah sebuah bola dengan jari-jari 3 m ditempatkan sebuah sumber cahaya dari 150W. Jumlah flux cahayanya 2000 lumen dan merata kesemua arah jurusan. Tentukanlah : a. Intensitas penerangan di permukaan bola b. Flux cahaya spesifiknya c. Intensitas cahayanya Dra. Hj. Janarti 29

30 10. Sebuah lampu pijar ditempatkan dalam sebuah bola kaca putih susu yang berdiameter 20 cm, memberikan luminsai 0,3 cd/cm 2 kepada bola itu. Lampunya kemudian dipindahkan ke dalam sebuah bola kaca putih susu lainnya yang mempunyai diameter setengah dari bola kaca yang pertama. Berapakah luminasi pada bola kedua? Dra. Hj. Janarti 30

31 B. Hukum Penerangan 1. Dalil Cosinus Pada uraian yang telah lalu telah diberikan defenisi mengenai intensitas penerangan pada suatu bidang kerja. Defenisi tersebut dalam bentuk persamaan lux. Besaran-besaran yang A dipergunakan untuk detail cosines ialah sebagai berikut lihat gambar 5. Gambar 5 Misalnya flux cahaya yang menuju pada bidang A pada posisi 1 adalah f, maka intensitas penerangan rata-rata pada bidang A : E 1 = A f lux Jika permukaan A dimiringkan seperti posisi 2 sebesar α = alpha, maka flux cahaya pada bidang A tadi menjadi f cos α. Sehingga intensitas penerangan rata-rata pada bidang A tersebut menjadi : f cos α E 2 = A lux E 2 = E 1 cos α Hubungan ini dikenal hubungan Lambert Cosinus. Sehubungan dengan rumus intensitas penerangan pada suatu titik yang menggunakan hukum kuadrat : I E = r 2 lux Dra. Hj. Janarti 31

32 Maka persamaan besaran penerangan yang digunakan untuk hukum cosinus menjadi : E I r E = 2 r I cos α lux : intensitas penerangan pada permukaan dengan satuan Lux : intensitas cahaya dalam satuan cd : jarak antara sumber cahaya dan bidang permukaan (m) 2. Hukum Kuadrat Terbalik Seperti yang terlihat dalam gambar 6 sebuah sumber cahaya seragam memancarkan intensitas cahaya (I) sama kuatnya ke seluruh arah, digantungkan dengan ketinggian h dari suatu bidang kerja, titik A tetap di bawah sumberl. Sedangkan titik B, terletak dengan jarak r dari sumber tersebut, maka hubungan antara h dan r disebut hukum cosinus, sedangkan hubungan antara B dan r disebut dengan hubungan kuadrat terbalik. Gambar 6 Dalam gambar 6 kalau suatu sumber cahaya L diarahkan ke titik B sebesar I = 400 cd dan jarak antara L dan B sama dengan r = 2 meter, intensitas di titik B akan sama dengan : E B = I 400 = 100 lux r Dra. Hj. Janarti 32

33 Intensitas penerangan E 1 dibidang a 1 b 1 tegak lurus pada arah I. hal ini disebut hukum kuadrat terbalik atau dalam bentuk persamaan. I E 1 = r 2 lux Intensitas penerangan E di bidang horizontal a b ialah proyeksi dari E 1 pada garis tegak lurus pada bidang a b di titik B. Jadi, E = E 1 cos α, dari persamaan-persamaan ini maka akan kita dapatkan persamaan : E = 2 r I cos α lux Persamaan di atas ditinjau dari intensitas penerangan pada titik B ialah sebagai berikut : E b = E b = E B I I LB 2 I r 2 = I. = Jadi, h r h r 3. cos α cos α = I 3 h h karena = cos α h 2 r r Maka I E B = h 2 3 h = cos 3 α r. cos 3 α lux h LB h r = Intensitas penerangan pada titik B dengan satuan lux = Sumber intensitas cahaya dengan satuan candela Dra. Hj. Janarti 33

34 h = tinggi lampu (jarak lampu) terhadap titik B dengan satuan semester. Contoh Soal 1. Sebuah lampu (L) digantungkan dengan ketinggian 8 meter tepat di atas titik A pada suatu bidang kerja. Lampu tersebut memberikan flux cahaya sebesar 1200 lumen ke seluruh arah. Berapa intensitas penerangan pada titik B pada bidang kerja tersebut bila jarak A dan B sebesar 6 meter? (lihat gambar 7). Penyelesaian : Φ = 1200 lumen I 1200 I = 95, 5 cd 4.3,14 4.3,14 Seperti yang terlihat pada gambar 7, maka untuk r dapat kita hitung menjadi : r = m maka cos α dapat dihitung : LA 8 cos α = 0, 8 LB 10 jadi intensitas penerangan di titik B I 95,5 E b = cos α = 0,8 0, 764 lux r I 95,5 E A = cos α = 1, 49 lux r Dra. Hj. Janarti 34

35 AKTIFITAS BELAJAR 1. Sebuah lampu pijar digantung dengan ketinggian 3 m diatas suatu meja persegi panjang dengan ukuran 2 x 1,5 m, lampunya memancarkan cahaya 300 cd ke seluruh jurusan. Berapakah intensitas penerangan di pusat dan di sudut-sudut meja? 2. Sebuah lampu digantung tetap di atas titik A dengan ketinggian 6 m dari permukaan meja. Lampu tersebut memberikan flux cahaya sebesar 1200 lumen ke seluruh arah. Berapakah intensitas penerangan di titik A dan B bila jarak antara titik A dan B sebesar 5 m. 3. Suatu sumber cahaya memancarkan 500 cd ke arah layar yang ditempatkan 5 m dari sumber cahaya. Berapa derajatkah layar tersebut harus diputar supaya intensitas penerangan di atasnya sama dengan 10 lux. Dra. Hj. Janarti 35

36 BAB 2 PERANGKAT HUBUNG BAGI Perangkat hubung bagi (PHB) adalah salah satu alat memutus dan menghubungkan arus listrik dan dilengkapi alat-alat pengaman yang sesuai persyaratan yang telah ditentukan oleh PLN. Perangkat hubung bagi juga berlaku sebagai alat membagi-bagi atau alat mencanangkan arus listrik ke semua arah pemakai dan sebagai pembatas pemakaian tenaga listrik. Pada pemakaian energi listrik yang besar mencapai besaran mega watt maka konstruksinya berbeda dan ini tidak diuraikan dalam bab ini. Diagram PHB lihat gambar 1 Keterangan : 1. KWH meter (KWH meter) 2. Sekering utama 3. Sakelar / penghubung utama 4. Rel pembagi 5. Sekering pembagi 6. Sakelar pembagi 7. Hubungan tanah / massa 8. Kelompok-kelompok Dra. Hj. Janarti 36

37 A. SIFAT-SIFAT BEBAN RESISTIF, INDUKTIF DAN KAPASITIF Dalam pemakaian tenaga listrik di rumah tangga dan sebagainya terdapat bermacam-macam perabot rumah tangga selain penerangan yang secara umum misalnya kompor listrik, lampu pijar, alat pemanas, alat pemanggang roti, alat pemanas air, yang kesemuanya bersifat beban resitif. Beban resitif yang diterima bersifat tahanan murni dalam ohm. Dalam perhitungan dapat menggunakan rumus hukum Ohm. V = I x R dalam volt W = V x I Keterangan : V = tegangan listrik dalam kesatuan volt W = daya listrik dalam kesatuan watt I = arus listrik dalam kesatuan ampere R = tahanan listrik dalam kesatuan ohm Sedangkan untuk harga tahanan R sendiri mempunyai nilai tersendiri menurut rumus hantaran : R = 2 ρ q Dimana : = tahanan jenis pengantar R = tahanan dalam ohm = panjang dalammeter q = penampang kawat dalam mili meter persegi (mm 2 ) 2 = karena dua hantaran Dalam pemakaian rumah tangga terdapat : Motor-motor listrik satu fasa, lampu-lampu TL, dan terdapat perlengkapan komponen-komponen kondensator, disamping kawat kumparannya sendiri. Dra. Hj. Janarti 37

38 Maka daya pada beban akan menggunakan perumusan : Daya (W) = V x x co. Q dalam satuan watt. Yang besar tahanan an terkandung : XL = 2..f.L dan Xc = 1 2 π f C Dengan adanya perumusan di atas pemakaian perabot dalam rumah tangga terdapat beban induktif dan beban kapasitif. Contoh lihat gambar 2 adalah rangkaian lampu tabung (TL). Gambar 2 rangkaian lampu tabung (TL) Gambar 3 skema bagan motor kapasitor Keterangan : XL 1 = kumparan kerja XL 2 = kumparan start yang disambung seri terhadap Xc dan Sw (sentrifugal switch) B. Pembagian Beban Instalasi dalam Kelompok Di dalam pemasangan instalasi perlu diperhatikan dalam pembagian beban kelompok-kelompoknya harus dibuat seimbang satu sama lain. Pembagian kelompok terdiri pembagian atau batas jumlah titik penerangan dan stop kontak, menurut PUIL tidak lebih dari 10 titik ini termasuk stop kontak. Dra. Hj. Janarti 38

39 Pembagian beban menurut daya yang ada, dan penerangan rumah sederhana kelayakan rata-rata mendapat daya listrik di bawah atau sama dengan 450 VA. Lihat gambar 4 jelas di sini titik penerangan nomor 1 sampai dengan nomor titik k3-7 dan 3 buah pemasangan stop kontak, dan jumlah daya 365 W pada kelompok I. Untuk kelompok II jumlah titik penerangan serta stop kontak 8 titik, serta jumlah dayanya sama dengan 365 W, jadi kedua kelompok jumlah titiknya tidak sama tetapi jumlah dayanya sama. Gambar. 4. Pembagian seimbang pada PHB C. Hubungan PHB dengan PUIL Perangkat hubung bagi (PHB) berfungsi untuk membagi penyaluran tenaga listrik dari sumber utama PLN ke bagian-bagian pelayanan tenaga listrik sampai ke sub-sub bagian pelayanan terkecil. Selain itu, PHB juga diharapkan dapat memberikan keamanan dalam sistem penggunaannya, seperti : a. Kalau suatu subbagian pelayanan terjadi gangguan listrik diharapkan subbagian lain tidak sampai terganggu, walaupun hubungan kelistrikan bagian tersebut dalam keadaan terputus. b. Apabila dalam suatu ruangan bengkel kerja terjadi hubungan singkat atau orang yang sedang bekerja terkena tegangan listrik maka hubungan rangkaian kelistrikan PHB secepatnya dapat dipusatkan. Mengingat peranan PHB yang sangat penting dalam penyaluran dan pengamanan tenaga listrik maka semua komponen yang terhimpun Dra. Hj. Janarti 39

40 dalam PHB mulai dari jenis bahan, cara perakitan, dan penggunaannya diatur oleh peraturan, yaitu Peraturan Umum Instalasi Listrik yang disingkat PUIL Penyambungan saluran masuk dan saluran ke luar pada PHB yang harus menggunakan terminal sehingga penyambungan dengan komponen dapat dilakukan dengan mudah, teratur, dan aman sesuai ayat 601.A.4. PHB harus dipasang sedemikian sehingga pelayanan mudah, aman dan bagian yang penting mudah dicapai 601.A.2, tanpa bantuan tangga, meja atau perkakas lain ayat 601.A.3. Karena penempatan PHB terletak pada posisi yang sering dilakui maka gangguan fisik sering terjadi seperti penempatan dekat pintu, maka rangka rumah dan bagian konstruksi PHB harus terbuat dari bahan yang tidak dapat terbakar, tahan lembap, dan kokoh ayat 610.A.I. Apabila PHB ditempatkan pada ruangan yang khusus maka harus memenuhi ketentuan sebagai berikut : a. Lalu lintas menuju PHB harus cukup leluasa sekurang-kurangnya 0,75 m. b. Tinggi ruangan harus sekurang-kurangnya 2 m. c. Apabila dalam ruangan yang sama terdapat instalasi listrik lain maka lebar ruang bebas diantaranya sekurang-kurangnya 1,5 m lihat gambar 5. Dra. Hj. Janarti 40

41 Gambar. 5. Ruang pelayanan Bila pada tempat umum terpaksa harus ditempatkan lemari hubung bagi, maka pemasangannya harus pada ketinggian sekurang-kurangnya 1,2 m dari lantai, atau diberi pagar agar tidak didekati oleh umum 620.B.3. Untuk instalasi perumahan, lemari, atau kotak hubung bagi harus dipasang sekurang-kurangnya 1,5 m dari lantai. Menurut ayat 601 DI pada saluran masuk suatu perlengkapan hubungan bagi yang berdiri sendiri, harus ada sekurang-kurangnya satu sakelar. Kemampuan hantar arus sakelar masuk ini harus sekurangkurangnya sama dengan arus nominal pengamannya, tetapi tidak boleh kurang dari 10 A ayat 601 D2, 412 BI dan 840 C7, lihat gambar 6. Dra. Hj. Janarti 41

42 Gambar 6 contoh gambar bagan ayat 420 B.1 dan ayat 601 D.1 Sakelar masuk tersebut boleh ditiadakan kalau perlengkapan hubung baginya mendapat suplai dari saluran ke luar suatu perlengkapan hubung baginya mendapat suplai dari saluran ke luar saluran perlengkapan hubung bagi lain, dan pada saluran luar ini sudah ada sakelar yang dicapai. Dalam hal ini kedua perlengkapan hubung bagi tersebut harus berada dalam ruangan yang sama dengan jarak antara tidak lebih dari 5 meter ayat 601 D3, lihat gambar 7. Gambar 7 PHB tidak berdiri sendiri Sakelar ke luar pada PHB harus dipasang apabila saluran : a. Mensuplai tiga buah atau lebih PHB yang lain. Dra. Hj. Janarti 42

43 b. Dihubungkan tiga buah atau lebih motor / perlengkapan listrik yang lain. Hal ini tidak berlaku jika motor atau perlengkapan listrik tersebut dayanya masing-masing lebih kecil atau sama dengan 1,4 KW dan letaknya dalam ruangan yang sama. c. Dihubungkan tiga buah atau lebih kotak kontak yang masing-masing mempunyai arus nominal lebih dari 16 ampere. d. Mempunyai arus nominal 100 ampere atau lebih ayat 601 EI lihat gambar 8. Gambar 8 Sakelar yang dipasang pada PHB harus mempunyai kutub yang jumlahnya sekurang-kurangnya sama dengan fase yang digunakan. Semua kutub harus dapat dibuka atau ditutup secara serentak 630 G1. Sehingga gangguan tegangan atau arus listrik dari luar tidak sampai mengganggu komponen lain. Apabila pengaman lebur dan sakelar kedua-duanya terdapat pada saluran keluar sebaiknya pengaman lebur dipasang sesudah sakler ayat 601 G2, lihat gambar 9. Kalau ada gangguan rangkaian pada kelompok tersebut jangan sampai menganggu ke rangkaian lain, dengan membuka sakelar maka penggantian pengaman lebur dapat dilakukan dengan bebas tagangan listrik. Dra. Hj. Janarti 43

44 Untuk memperoleh keadaan bebas tegangan pada semua kutub dan fase dalam instalasi untuk sistem tegangan di atas V arus bolak balik atau di atas 1500 V arus searah, pemisah atau alat sejenis harus dipasang pada : a. Semua cabang dari sistem rel, lihat gambar 10 b. Kedua sisi pemutus di tempat yang mungkin bertegangan, lihat gambar 11. Gambar ini juga memberikan pengertian tentang cara menggambar sakelar masuk dan sakelar ke dalam suatu PHB. Gambar 9 contoh gambar bagan ayat 601 G.1 Gambar 10 contoh gambar bagan ayat 601 H.1.1 Gambar 11 contoh gambar bagan ayat 601 H.1.2 Dra. Hj. Janarti 44

45 D. Perlengkapan PHB 1 Fasa Dalam pengoperasian PHB perlu diamati kualitas dari bahan sekompnen yang dirakit harus memenuhi persyaratan. Disamping komponen yang diperlukan dan sesuai dengan tujuan, bahwa pemasangan PHB untuk pengamanan perlu ditambahkan suatu alat ukur yang menunjang, antara lain kilowatt meter voltmeter. Untuk lebih jelasnya gambar 12. Gambar 12 bagan dari PHB 1 fasa, 1 kelompok Gambar. 13. Gambar PHB 1 fasa terdiri 2 kelompok Keterangan : 1. Sekering utama atau pemutus utama 2. Sakelar utama atau penghubung utama 3. Rel pembagi 4. Sekering pembagi 5. Sakelar pembagi 6. Sekering kelompok pertama (I) 7. Seekering kelompok kedua (II) 8. Hubungan tanah atau massa Dra. Hj. Janarti 45

46 Gambar. 14. pengawatan PHB 1 fasa 2 kelompok Disamping perlengkapan PHB, perlu diketahui alat penera daya listrik yang dipakai adalah kilowatt meter (KWH meter). Dalam hal ini perlu diketahui bahwa pemasangan meter adalah, petugas PLN. Komponen wattmeter dapat dilihat teori pengukuran listrik singkat I. Untuk perlengkapan KWH hanya cukup gambar kerjanya. Lihat gambar 13. (a) simbol kwh meter (b) rangkaian kwh meter Gambar. 15. Bagan serta konstruksi KWH meter 1 fasa. Gambar 14 menunjukkan rangkaian PHB 1 fasa terdiri dua kelompok yang diperlengkapi KWH meter 1 fasa. Gambar. 16. PHB 1 fasa terdiri Dra. Hj. Janarti 46

47 Gambar. 17. PHB 1 fasa lebih dari 2 kelompok diperlengkapi KWH 1 meter fasa Dra. Hj. Janarti 47

48 AKTIFITAS BELAJAR 1. Buatlah rencana pemasangan PHB 2 fasa terdiri 1 kelompok! Sediakan : a. Peralatan yang dipergunakan b. Bahan-bahan yang akan dipasang c. Buat lembaran kerja (laporan kerja) 2. Selesaikanlah pemasangan PHB 1 fasa 2 kelompok, bila perlengkapan maupun alat telah disediakan dan buat laporan kerjanya! 3. Selesaikan pengawatan dari PHB 1 fasa 3 kelompok yang diperlengkapan meter 1 fasa dan setelah selesai penyambungan, coba hubungkan. Buat grafik beban selama 30 menit dalam kertas lembaran kerja! 4. Bersangkutan soal 3, berilah beban 1000 watt 220 volt dan kerjakan petunjuk soalnya! 5. Selesaikanlah pengerjaan seperti soal 4 dengan fasilitas : a. PHB 1 fasa 4 kelompok b. PHB 1 fasa 6 kelompok Dra. Hj. Janarti 48

49 BAB 3 MENGGAMBAR RENCANA INSTALASI PENERANGAN A. Sakelar Sakelar termasuk material jadi tinggal pasang yaitu merupakan suatu alat yang dapat digunakan untuk memutuskan dan menghubungkan arus listrik. Berdasarkan kegunaannya sakelar sangat banyak macam dan jenisnya, misalnya sakelar penerangan, sakelar tegangan tinggi, sakelar instalasi tenaga, sakelar elektronika dan sebagainya. Namun sebagai material pengetahuan untuk pekerjaan dalam bidang instalasi, yang dijelaskan disini adalah saklar yang umum dipakai pada instalasi rumah dan tempat umum lainnya. Pada waktu memutuskan atau menghubungkan arus listrik, biasanya akan timbul busur api (fong) di antara kotank-kontaknya. Besarnyaloncatan api biasanya ditentukan oleh cepat atau lambatnya kontak-kontak terputus. Untuk mengatasi hal tersebut, maka pada sakelar biasanya dilengkapi dengan pegas yang dapat memutuskan rangkaian dalam waktu cepat sehingga kemungkinan timbulnya loncatan api pada kontak-kontaknya adapt diperkecil. Dalam pemasangan sakelar harus diperhatikan syarat-syarat sebagai berikut : sakelar harus dapat dilayani tanpa memerlukan alat bantu; bagian sakelar yang bergerak harus tidak bertegangan; harus tidak dapat menghubungkan dirinya karena pengaruh gaya berat; dan kemampuan sakelar harus sesuai dengan alat yang dihubungkannya. Sedangkan dalam prakteknya dikenal macam-macam jenis sakelar yang biasa dipakai pada instalasi listrik penerangan bangunan sederhana (rumah tinggal, sekolah, rumah ibadah). Jenis-jenis sakelar tersebut dapat dibedakan menurut fungsinya adalah : sakelar tunggal; sakelar berkutub Dra. Hj. Janarti 49

50 ganda; sakelar berkutub tiga; sakelar deret (seri); sakelar tukar; dan sakelar silang. Juga dapat dibedakan menurut bentuknya yaitu : sakelar putar; sakelar tarik; sakelar tombol tekan; sakelar yang ditanam; dan sakelar yang tidak ditanam. Pemasangan kotak-kontak harus diperhatikan beberapa syarat yaitu : kotak-kontak harus dipasang sedemikian rupa sehingga netral berada di sebelah kanan; kotak-kontak dinding dipasang 1,25 m di atas lantai; kotak-kontak dinding harus dipasang dengan hantaran pengaman; dan kemampuan kontak-kontak harus sekurang-kurangnya sesuai dengan daya yang dihubungkan padanya. Tabel macam-macam sakelar. Skema Instalasi Skema hubungan Skema dasar Nama Sakelar tunggal Sakelar ganda (sakelar dua kutub) Sakelar tiga kutub Sakelar seri Sakelar tukar Sakelar silang Dra. Hj. Janarti 50

51 B. Hubungan Macam-Macam Sakelar, Kotak Sakering dan KWH Meter Hubungan Sakelar Tunggal dan Kotak-Kontak Dipakai untuk mengoperasikan satu buah (satu kelompok) lampu. Kabel yang masuk ke dalam sakelar adalah kabel fasa Saluran yang masuk ke dalam kotak-kontak yaitu langsung dari sumber dan tidak dipengaruhi oleh kedudukan sakelar. Instalasi ini biasa dipasang pada rumah tinggal, contoh dipasang pada ruang tamu, ruang keluarga, kamar tidur dan sebagainya. a. Gambar bagan b. Gambar pelaksanaan Gambar 1 : Hubungan sakelar tunggal dan kotak-kontak C. Hubungan Sakelar Seri Dipakai untuk mengoperasikan 2 buah (2 kelompok) lampu secara sendiri-sendiri atau secara bersama-sama. Instalasi ini biasa dipasang pada rumah tinggal, contoh dipasang pada ruang tamu, ruang keluarga, kamar tidur dan sebagainya. a. Gambar bagan b. Gambar pelaksanaan Gambar 2 : Hubungan sakelar seri Dra. Hj. Janarti 51

52 D. Hubungan Sakelar Tukar Dengan memakai 2 buah sakelar tukar maka kita dapat mengoperasikan satu buah (satu kelompok) lampu dari dua tempat. Instalasi ini biasa dipasang pada rumah bertingkat maupun di hotel, contoh dipasang pada ruang tangga. a. Gambar bagan b. Gambar pelaksanaan Gambar 3 : hubungan sakelar tukar E. Hubungan Sakelar Silang Dengan memakai dua buah sakelar tukar dan satu buah sakelar silang maka kita dapat mengoperasikan satu buah (satu kelompok) lampu dari tiga tempat. Untuk mengoperasikan lampu lebih dari tiga tempat maka kita perlukan tambahan sakelar silang saja, sedang jumlah sakelar tukar yang dibutuhkan hanya dua buah saja. Instalasi hubungan sakelar silang biasa dipakai dalam gang-gang, ruangan tangga serta ruangan yang besar. a : gambar bagan Dra. Hj. Janarti 52

53 b : gambar pelaksanaan Gambar 4 : Hubungan sakelar silang F. Hubungan kotak sekering Saluran input kotak sekering diambil dari saluran output kwh meter. Pada instalasi fasa, saluran yang masuk kotak sekering (input) hanya saluran fasa dan netral saja, sedang saluran outputnya ada tiga macam yaitu : fasa, netral dan saluran pembumian (grounding). Pada kotak sering terdapat sakelar ganda (sakelar 2 kutub) berfungsi untuk memutus dan menghubungkan saluran fasa dan netral saja bersama-sama. Saluran yang melewati sekering (pengaman lebur) hanya saluran fasanya saja. Sedang saluran netralnya tidak melewati sekering tetapi hanya melewati sakelar ganda, seperti terlihat pada gambar di bawah. Gambar 5 : hubungan kotak sekering Dra. Hj. Janarti 53

54 G. Hubungan KWH Meter Pada Kwh meter arus bolak balik terdapat sebuah piringan atau keping berinduksi yang terbuat dari aluminium. Untuk menggerakkan piringan ini dipasang dua buah kumparan, yaitu kumparan arus dan kumparan tegangan. Dalam menghubungkan Kwh meter, kumparan arus dihubung seri dengan pemakai, sedang kumparan tegangan dihubung langsung pada jala-jala / sumber. Hubungan Kwh meter dapat dilihat seperti gambar di bawah ini. Skema hubungan KWH meter 1 phase S.1 = spoel arus, dihubung seri dengan alat pemakai S.2 = spoel tegangan, dihubung langsung pada jala-jala atau sumber tegangan. Gambar 6 : Skema hubungan KWH meter 1 fase Gambar 7 : Skema hubungan KWH meter 3 fasa dengan penghantar netral Dra. Hj. Janarti 54